一种声表面波滤波器结构及制备方法技术

本申请公开了一种声表面波滤波器结构及制备方法，涉及声表面波滤波器技术领域，包括衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器，衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器从下到上依次设置，衬底层采用高纯度单晶硅，第一高阻层采用氮化铝，第二高阻层采用碳化硅，低阻层采用二氧化硅，压电层采用钽酸锂，叉指换能器采用铜或铝铜合金。本申请提供的声表面波滤波器结构具有传输损耗低、高机电耦合系数、高温度稳定性以及耐高功率的优点，能够满足5G和6G通信技术的发展。通信技术的发展。通信技术的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种声表面波滤波器结构及制备方法


[0001]本申请涉及声表面波滤波器
，具体涉及一种声表面波滤波器结构及制备方法。

技术介绍

[0002]声表面波是一种在压电基片材料表面产生并传播的弹性波，其振幅随着基片材料深度的增加而迅速减少。而声表面波滤波器主要作用原理，就是把电压加载在压电晶体上(例如钽酸锂的电极)，通过压电效应在压电晶体的晶格中形成机械畸变，实现声电转换。
[0003]声表面波滤波器主要制备方法是在具有压电特性的基片材料的抛光面上制作两个或以上的金属膜构成电极结构，即声－电换能器(叉指换能器)。叉指换能器指采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面镀一定厚度的金属膜，然后再把设计好的IDT的掩膜图案利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。
[0004]随着5G和6G通信技术的发展，要求声表面波滤波器输入输出阻抗误差小、损耗低、大带宽、高温度稳定性、耐高功率并具有抗电磁性能好、可靠高等特点，传统的声表面波滤波器已经无法满足以上要求。

技术实现思路

[0005]为此，本申请提供一种声表面波滤波器结构及制备方法，以解决现有技术存在的声表面波滤波器损耗高、带宽小、高温度稳定差以及耐高功率差的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]第一方面，一种声表面波滤波器结构，包括从下到上依次设置的衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器；所述衬底层采用高纯度单晶硅，所述第一高阻层采用氮化铝，所述第二高阻层采用碳化硅，所述低阻层采用二氧化硅，所述压电层采用钽酸锂，所述叉指换能器采用铜或铝铜合金；所述第一高阻层厚度为0.1
‑
5μm，所述第二高阻层厚度为0.1
‑
1μm，所述低阻层厚度为0.1
‑
0.5μm。
[0008]作为优选，所述衬底层厚度为100
‑
250μm。
[0009]作为优选，所述第一高阻层采用C轴取向的氮化铝。
[0010]作为优选，所述压电层厚度为5
‑
10μm。
[0011]作为优选，所述叉指换能器厚度为0.08
‑
1μm。
[0012]第二方面，一种声表面波滤波器结构的制备方法，所述制备方法用于制备所述的声表面波滤波器结构，包括：
[0013]步骤1：采用纯铝溅射靶利用中频脉冲磁控溅射技术在高纯度单晶硅衬底上沉积氮化铝薄膜；
[0014]步骤2：采用表面活化键合技术将碳化硅键合到氮化铝薄膜表面；
[0015]步骤3：采用物理气相沉积技术在碳化硅表面沉积二氧化硅薄膜，形成从下到上依次为高纯度单晶硅衬、氮化铝、碳化硅和二氧化硅的复合层；
[0016]步骤4：采用等离子活化表面技术将钽酸锂压电晶片键合在所述复合层上；
[0017]步骤5：采用CMP化学机械抛光技术将钽酸锂压电晶片表面进行研磨减薄；
[0018]步骤6：采用等离子修平技术将钽酸锂压电晶片表面进行修平；
[0019]步骤7：采用表面活性剂进行清洗，得到多层压电薄膜材料；
[0020]步骤8：采用平面半导体工艺技术在钽酸锂压电晶片表面形成叉指换能器，得到最终的声表面波滤波器结构。
[0021]作为优选，所述步骤1中，在高纯度单晶硅衬底上沉积的氮化铝薄膜的厚度为0.4λ。
[0022]作为优选，所述步骤1中，所述纯铝溅射靶利用中频脉冲磁控溅射技术是在100
‑
200ml/min流量的条件下进行的。
[0023]相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0024]本申请提供了一种声表面波滤波器结构及制备方法，具有超高性能，其包括衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器，衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器从下到上依次设置，衬底层采用高纯度单晶硅，第一高阻层采用氮化铝，第二高阻层采用碳化硅，低阻层采用二氧化硅，压电层采用钽酸锂，叉指换能器采用铜或铝铜合金。本申请提供的声表面波滤波器结构具有传输损耗低、高机电耦合系数、高温度稳定性以及耐高功率的特点，适用于5G、6G移动通信终端的高性能要求。
附图说明
[0025]为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
[0026]图1为本申请实施例一提供的一种声表面波滤波器结构的结构示意图；
[0027]图2为本申请实施例一提供的能量分布深度与反射层的关系示意图；
[0028]图3为本申请实施例一提供的声表面波滤波器结构中的LiTaO3/SiO2/SiC多层结构示意图；
[0029]图4为本申请实施例二提供的一种声表面波滤波器结构的制备方法流程图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1、衬底层；2、第一高阻层；3、第二高阻层；4、低阻层；5、压电层；6、叉指换能器。
具体实施方式
[0032]以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
[0033]在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
[0034]本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对
照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。
[0035]实施例一
[0036]请参阅图1，本实施例提供了一种声表面波滤波器结构，包括衬底层1、第一高阻层2、第二高阻层3、低阻层4、压电层5以及叉指换能器6，衬底层1、第一高阻层2、第二层高阻层3、低阻层4、压电层5以及叉指换能器6从下到上依次设置，衬底层1采用高纯度单晶硅(Si)，第一高阻层2采用氮化铝(AlN)，第二高阻层3采用碳化硅(SiC)，低阻层4采用二氧化硅(SiO2)，压电层5采用钽酸锂(LiTaO3，简称LT)，叉指换能器6采用铜(Cu)或铝铜合金。
[0037]具体的，衬底层1采用高纯度单晶硅，厚度为100
‑
250μm，硅具有较高的导热系数，能快速地释放热量，有效提高器件的耐受功率。
[0038]第一高阻层2采用C轴取向的氮化铝，厚度为0.1
‑
5μm。根据建立的理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声表面波滤波器结构，其特征在于，包括从下到上依次设置的衬底层、第一高阻层、第二高阻层、低阻层、压电层以及叉指换能器；所述衬底层采用高纯度单晶硅，所述第一高阻层采用氮化铝，所述第二高阻层采用碳化硅，所述低阻层采用二氧化硅，所述压电层采用钽酸锂，所述叉指换能器采用铜或铝铜合金；所述第一高阻层厚度为0.1
‑
5μm，所述第二高阻层厚度为0.1
‑
1μm，所述低阻层厚度为0.1
‑
0.5μm。2.根据权利要求1所述的声表面波滤波器结构，其特征在于，所述衬底层厚度为100
‑
250μm。3.根据权利要求1所述的声表面波滤波器结构，其特征在于，所述第一高阻层采用C轴取向的氮化铝。4.根据权利要求1所述的声表面波滤波器结构，其特征在于，所述压电层厚度为5
‑
10μm。5.根据权利要求1所述的声表面波滤波器结构，其特征在于，所述叉指换能器厚度为0.08
‑
1μm。6.一种声表面波滤波器结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍侃，陈小兵，蒋燕港，李强，
申请(专利权)人：北京中讯四方科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：